25. 클래스 - 2

6. 클래스의 인스턴스 생성 과정

new 연산자와 함께 클래스를 호출하며 클래스의 내부 메서드 [[Construct]](constructor)가 호출된다.

 

1. 인스턴스 생성과 this 바인딩

new 연산자와 함깨 클래스를 호출하며 constructor의 내부 코드가 실행되기 전에 암묵적으로 빈 객체를 생성하며 이 빈 객체가 클래스가 생성한 인스턴스이다. 이때 클래스가 생성한 인스턴스의 프로토타입으로 클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체가 설정되며 인스턴스는 this에 바인딩된다.

 

따라서 constructor 내부의 this는 클래스가 생성한 인스턴스를 가리킨다.

 

2. 인스턴스 초기화 

constructor의 내부 코드가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스에 프로퍼티를 추가하고 constructor의 인수로 전달 받은 값으로 인스턴스 프로퍼티를 초기화 한다.

 

만약 constructor가 생략되어 있으면 이 과정은 생략된다.

 

3. 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면, 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

 

 

7. 프로퍼티

7-1. 인스턴스 프로퍼티

인스턴스 프로퍼티는 constructor 내부에서 정의해야 한다.

class Person{
  constructor(name){
    // 인스턴스 프로퍼티
    this.name = name;
  }
}

const me = new Person('Lee');
console.log(me); // Person {name: "Lee"}

 

constructor 내부 코드가 실행되기 이전에 constructor 내부의 this에는 이미 클래스가 암묵적으로 생성한 인스턴스가 바인딩 되어 있다.

 

constructor내부에서 this에 인스턴스 프로퍼티를 추가하며 인스턴스에 프로퍼티가 추가되어 인스턴스가 초기화된다.

class Person{
  constructor(name){
    // 인스턴스 프로퍼티
    this.name = name; // name 프로퍼티는 public하다
  }
}

const me = new Person('Lee');

// name은 public하다
console.log(me.name); // "Lee"

 

constructor 내부에서 this에 추가한 프로퍼티는 언제나 클래스가 생성한 인스턴스의 프로퍼티가 된다.

 

7-2. 접근자 프로퍼티

접근자 프로퍼티는 자체적으로 값을 갖지 않고 다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 접근자함수(getter, setter)로 구성된 프로퍼티다.

 

아래의 코드는 객체 리터럴로 접근자 프로퍼티를 표현한 코드이다.

const person = {
  // 데이터 프로퍼티
  firstName: 'Ungmo',
  lastName: 'Lee',

  // fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티다.
  // getter 함수
  get fullName() {
    return `${this.firstName} ${this.lastName}`;
  },
  // setter 함수
  set fullName(name) {
    // 배열 디스트럭처링 할당: "36.1. 배열 디스트럭처링 할당" 참고
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
};

// 데이터 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조.
console.log(`${person.firstName} ${person.lastName}`); // Ungmo Lee

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 저장
// 접근자 프로퍼티 fullName에 값을 저장하면 setter 함수가 호출된다.
person.fullName = 'Heegun Lee';
console.log(person); // {firstName: "Heegun", lastName: "Lee"}

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조
// 접근자 프로퍼티 fullName에 접근하면 getter 함수가 호출된다.
console.log(person.fullName); // Heegun Lee

// fullName은 접근자 프로퍼티다.
// 접근자 프로퍼티는 get, set, enumerable, configurable 프로퍼티 어트리뷰트를 갖는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(person, 'fullName'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: true, configurable: true}

 

위의 객체 리터럴 방식으로 표현한 접근자 프로퍼티는 클래스로 표현할 수 있다.

class Person {
  constructor(firstName, lastName) {
    this.firstName = firstName;
    this.lastName = lastName;
  }

  // fullName은 접근자 함수로 구성된 접근자 프로퍼티다.
  // getter 함수
  get fullName() {
    return `${this.firstName} ${this.lastName}`;
  }

  // setter 함수
  set fullName(name) {
    [this.firstName, this.lastName] = name.split(' ');
  }
}

const me = new Person('Ungmo', 'Lee');

// 데이터 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조.
console.log(`${me.firstName} ${me.lastName}`); // Ungmo Lee

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 저장
// 접근자 프로퍼티 fullName에 값을 저장하면 setter 함수가 호출된다.
me.fullName = 'Heegun Lee';
console.log(me); // {firstName: "Heegun", lastName: "Lee"}

// 접근자 프로퍼티를 통한 프로퍼티 값의 참조
// 접근자 프로퍼티 fullName에 접근하면 getter 함수가 호출된다.
console.log(me.fullName); // Heegun Lee

// fullName은 접근자 프로퍼티다.
// 접근자 프로퍼티는 get, set, enumerable, configurable 프로퍼티 어트리뷰트를 갖는다.
console.log(Object.getOwnPropertyDescriptor(Person.prototype, 'fullName'));
// {get: ƒ, set: ƒ, enumerable: false, configurable: true}

 

접근자 프로퍼티는 자체적으로는 값을 갖지 않고다른 데이터 프로퍼티의 값을 읽거나 저장할 때 사용하는 getter함수와 setter함수로 구성된다.

 

getter 함수는 get 키워드를 함수 이름 앞에 사용해 정의하며, 인스턴스 프로퍼티에 접근할 때마다 프로퍼티 값을 조작할 때 사용한다.

 

setter 함수는 set 키워드를 함수 이름 앞에 사용해 정의하며, 인스턴스 프로퍼티에 값을 할당할 때마다 프로퍼티 값을 조작할 때 사용한다.

 

이때 getter와 setter 이름은 인스턴스 프로퍼티처럼 사용되며, getter는 호출이 아닌 참조하는 형식으로 참조시 내부적으로 getter가 호출되어 사용되고, setter 또한 호출이 아닌 값을 할당하는 형식으로 할당 시에 내부적으로 setter가 호출된다.

getter는 반드시 무언가 반환해야 한다.
setter는 반드시 매개변수가 있어야 하며 매개변수의 수는 단 하나이다.

 

 

7-3. 클래스 필드 정의

this는 constructor와 메서드 내부에서만 유효하기 때문에 클래스 몸체에 클래스 필드를 정의할때 this에 바인딩 해서는 안된다.

 

constructor나 메서드 내부에서는 클래스 필드의 참조시 this를 사용해야한다.

 

클래스 필드의 초기값을 할당하지 않으며 undefined를 갖는다.

class Person {
  // this에 클래스 필드를 바인딩해서는 안된다.
  name = '';
  age; // undefined
  
  constructor(){
    // constructor 혹은 메서드 내부에서 클래스 필드 참조시 this사용
    console.log(this.name);
  }
}

 

클래스 필드 초기화시 constructor에서 초기화 해야한다.

class Person {
  name;

  constructor(name) {
    // 클래스 필드 초기화.
    this.name = name;
  }
}

const me = new Person('Lee');
console.log(me); // Person {name: "Lee"}

 

일급 객체인 함수는 클래스 필드에 할당할 수 있으며 클래스 필드를 통해 메서드를 정의할 수 있지만, 모든 클래스 필드는 인스턴스 프로퍼티가 되기 때문에 이 메서드는 프로토타입 메서드가 아닌 인스턴스 메서드가 된다. 이러한 방법은 권장하지 않는다.

 

7-4. private 필드 정의

인스턴스 프로퍼티는 인스턴스를 통해 클래스 외부에서 접근 가능한 public이다.

class Person {
  constructor(name) {
    this.name = name; // 인스턴스 프로퍼티는 기본적으로 public하다.
  }
}

// 인스턴스 생성
const me = new Person('Lee');
console.log(me.name); // Lee

 

ES2019에 #을 이용해 private 클래스 필드를 정의할 수 있게 되었다.

class ClassWithPrivateField {
  #privateField;
}

 

Private class fields - JavaScript | MDN

 

 

7-5. static 필드 정의

private 클래스 필드가 공식적으로 지원되며 static 필드 정의도 가능해졌다.

class ClassWithField {
  instanceField;
  instanceFieldWithInitializer = "instance field";
  static staticField;
  static #staticFieldWithInitializer = "static field";
}

 

 

8. 상속에 의한 클래스 확장

8-1. 클래스 상속과 생성자 함수 상속

프로토타입 기반 상속은 프로토타입 체인을 통해 다른 객체의 자산을 상속받는 개념이지만, 상속에 의한 클래스 확장은 기존 클래스를 상속받아 새로운 클래스를 확장하여 정의하는 것이다.

class Animal {
  constructor(age, weight) {
    this.age = age;
    this.weight = weight;
  }

  eat() { return 'eat'; }

  move() { return 'move'; }
}

// 상속을 통해 Animal 클래스를 확장한 Bird 클래스
class Bird extends Animal {
  fly() { return 'fly'; }
}

const bird = new Bird(1, 5);

console.log(bird); // Bird {age: 1, weight: 5}
console.log(bird instanceof Bird); // true
console.log(bird instanceof Animal); // true

console.log(bird.eat());  // eat
console.log(bird.move()); // move
console.log(bird.fly());  // fly

 

생성자 함수와는 달리 클래스는 상속을 통해 다른 클래스를 확장할 수 있는 문법인 extends 키워드가 제공되며 extends 키워드를 사용한 클래스 확장은 간편하고 직관적이다.

 

8-2. extends 키워드

상속을 통해 클래스를 확장하려면 extends 키워드를 사용해 상속받을 클래스를 정한다.

서브 클래스(Sub Class), 자식 클래스
상속을 통해 확장된 클래스

수퍼 클래스(Super Class), 부모 클래스
서브 클래스에게 상속된 클래스

 

extends 키워드를 통해 수퍼 클래스와 서브 클래스 간의 상속 관계를 설정한다.

 

수퍼 클래스와 서브 클래스는 인스턴스의 프로토타입 체인뿐만 아니라 클래스 간의 프로토타입 체인도 생성하며 프로토타입 메서드와 정적 메서드 모두 상속이 가능하다.

 

8-3. 동적 상속

extends 키워드는 클래스뿐만 아니라 생성자 함수를 상속받아 클래스를 확장할 수 있다. 단 extends 키워드 앞에는 반드시 클래스가 와야 한다.

// 생성자 함수
function Base(a) {
  this.a = a;
}

// 생성자 함수를 상속받는 서브클래스
class Derived extends Base {}

const derived = new Derived(1);
console.log(derived); // Derived {a: 1}

 

extends 키워드 다음에는 클래스뿐만 아니라 [[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 함수 객체로 평가될 수 있는 모든 표현식을 사용할 수 있다. 이를 통해 동적으로 상속받을 대상을 결정할 수 있다.

function Base1() {}

class Base2 {}

let condition = true;

// 조건에 따라 동적으로 상속 대상을 결정하는 서브클래스
class Derived extends (condition ? Base1 : Base2) {}

const derived = new Derived();
console.log(derived); // Derived {}

console.log(derived instanceof Base1); // true
console.log(derived instanceof Base2); // false

 

8-4. 서브 클래스의 constructor

서브 클래스의 constructor를 생략하면 클래스에서 비어있는 constructor가 암묵적으로 정의된다.

 

super() 는 수퍼 클래스의 constructor를 호출해 인스턴스를 생성한다.

constructor(...args){
  super(...args);
}

 

만약 수퍼 클래스와 서브 클래스 모두 constructor를 생략하면 빈 객체가 생성된다. 프로퍼티를 소유하는 인스턴스를 생성하려면 constructor 내부에서 인스턴스에 프로퍼티를 추가해야 한다.

 

8-5. super 키워드

super 키워드는 함수처럼 호출할 수 있고, this와 같이 식별자처럼 참조할 수 있는 특수한 키워드다.

• super를 호출하면 수퍼 클래스의 constructor를 호출한다.
• super를 참조하면 수퍼 클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

super 호출

super를 호출하면 수퍼 클래스의 constrcutor를 호출한다.

 

수퍼 클래스의 constructor 내부에서 추가한 프로퍼티를 그대로 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브 클래스의 constructor를 생략할 수 있다. new 연산자와 함께 서브 클래스를 호출하면서 전달된 인수는 모두 수퍼 클래스의 constructor에 전달된다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(a, b) {
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  // 다음과 같이 암묵적으로 constructor가 정의된다.
  // constructor(...args) { super(...args); }
}

const derived = new Derived(1, 2);
console.log(derived); // Derived {a: 1, b: 2}

 

수퍼 클래스에서 추가한 프로퍼티를 제외하고 추가적으로 서브 클래스에서 프로퍼티를 갖는 인스턴스를 생성한다면 서브 클래스의 constrcutor는 생략하면 안된다. 또한 서브 클래스를 호출하면서 전달한 인수 중 수퍼 클래스의 constructor에 전달해야 하는 인수는 super를 통해 전달한다.

 

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(a, b) {
    this.a = a;
    this.b = b;
  }
}

// 서브클래스
class Derived extends Base {
  constructor(a, b, c) { 
    super(a, b);
    this.c = c;
  }
}

const derived = new Derived(1, 2, 3);
console.log(derived); // Derived {a: 1, b: 2, c: 3}

 

super를 호출할 때 주의 사항이 있다.

1. 서브 클래스에서 constructor를 생성한다면 반드시 super를 호출 해야한다.

class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    console.log('constructor call');
  }
}

const derived = new Derived();

 

2. 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전까지 this를 참조할 수 없다.

class Base {}

class Derived extends Base {
  constructor() {
    // ReferenceError: Must call super constructor in derived class before accessing 'this' or returning from derived constructor
    this.a = 1;
    super();
  }
}

const derived = new Derived(1);

 

3. super는 반드시 서브 클래스의 constructor에서만 호출한다.

class Base {
  constructor() {
    super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
  }
}

function Foo() {
  super(); // SyntaxError: 'super' keyword unexpected here
}

 

 

super 참조

매서드 내에서 super를 참조하면 수퍼 클래스의 메서드를 호출할 수 있다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

class Derived extends Base {
  sayHi() {
    return `${super.sayHi.call(this)} how are you doing?`;
  }
}

 

수퍼 클래스의 메서드를 참조하려면 super가 수퍼 클래스의 prototype 프로퍼티에 바인딩된 프로토타입을 참조할 수 있어야 한다.

// 수퍼클래스
class Base {
  constructor(name) {
    this.name = name;
  }

  sayHi() {
    return `Hi! ${this.name}`;
  }
}

class Derived extends Base {
  sayHi() {
    // __super는 Base.prototype을 가리킨다.
    const __super = Object.getPrototypeOf(Derived.prototype);
    return `${__super.sayHi.call(this)} how are you doing?`;
  }
}

 

super는 자신을 참조하고 있는 메서드가 바인딩되어 있는 객체의 프로토 타입을 가리킨다.

 

이처럼 super 참조가 동작하기 위해서는 super를 참조하고 있는 메서드가 바인딩되어 있는 객체의 프로토타입을 찾을 수 있어야 한다.

 

 

8-6. 상속 클래스의 인스턴스 생성 과정

상속 관계에 있는 두 클래스가 어떻게 협력하며 인스턴스를 생성하는지 살펴보도록 하자.

 

1. 서브 클래스의 super 호출

JS 엔진은 클래스를 평가할 때 수퍼 클래스와 서브 클래스를 구분하기 위해 "base" 또는 "derived"를 값으로 갖는 내부 슬릇[[ConstructorKind]]를 갖는다. 아무것도 상속받지 않으면 "base", 상속 받으면 "derived"로 설정된다.

 

다른 클래스를 상속받지 않는 클래스(그리고 생성자 함수)는 new 연산자와 함께 호출될때 암묵적으로 빈 인스턴스를 생성하고 이를 this에 바인딩한다.

 

하지만, 서브 클래스는 자신이 직접 인스턴스를 생성하지 않고 수퍼 클래스에게 인스턴스 생성을 위임한다. 그렇기에 서브 클래스에서는 반드시 constructor에서 super를 호출해야한다.

 

2. 수퍼 클래스의 인스턴스 생성과 this 바인딩

수퍼 클래스는 constructor 내부의 코드가 실행되기전 암묵적으로 빈 인스턴스를 생성하고 this에 바인딩된다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle
...

 

이때 인스턴스는 수퍼 클래스가 생성했지만, new 연산자와 함께 호출된 클래스가 서브 클래스라는 것이 중요하다. 인스턴스는 new.target이 가리키는 서브클래스가 생성한 것으로 처리된다.

 

따라서 생성된 인스턴스의 프로토타입은 서브클래스의 prototype 프로퍼티가 가리키는 객체다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true
...

 

 

3. 수퍼 클래스의 인스턴스 초기화

수퍼 클래스의 constructor가 실행되어 this에 바인딩되어 있는 인스턴스를 추가하고 constructor의 인수로 전달받은 초기값으로 인스턴스의 프로퍼티를 초기화한다.

// 수퍼클래스
class Rectangle {
  constructor(width, height) {
    // 암묵적으로 빈 객체, 즉 인스턴스가 생성되고 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {}
    // new 연산자와 함께 호출된 함수, 즉 new.target은 ColorRectangle이다.
    console.log(new.target); // ColorRectangle

    // 생성된 인스턴스의 프로토타입으로 ColorRectangle.prototype이 설정된다.
    console.log(Object.getPrototypeOf(this) === ColorRectangle.prototype); // true
    console.log(this instanceof ColorRectangle); // true
    console.log(this instanceof Rectangle); // true

    // 인스턴스 초기화
    this.width = width;
    this.height = height;

    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
  }
...

 

 

4. 서브 클래스 constructor로의 복귀와 this 바인딩

super의 호출이 종료되고 제어 흐름이 constructor로 돌아온다. 이때 super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다. 서브 클래스는 별도의 인스턴스를 생성하지 않고 super가 반환한 인스턴스를 this에 바인딩하여 그래로 사용한다.

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}
...

 

이처럼 super가 호출되지 않으면 인스턴스가 생성되지 않으며, this 바인딩도 할 수 없다. 서브 클래스의 constructor에서 super를 호출하기 전에는 this를 참조할 수 없는 이유가 이거다.

 

5. 서브 클래스의 인스턴스 초기화

super호출 이후 서브 클래스의 constructor에 기술되어 있는 인스턴스 초기화가 실행된다.

 

6. 인스턴스 반환

클래스의 모든 처리가 끝나면 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.

// 서브클래스
class ColorRectangle extends Rectangle {
  constructor(width, height, color) {
    super(width, height);

    // super가 반환한 인스턴스가 this에 바인딩된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4}

    // 인스턴스 초기화
    this.color = color;

    // 완성된 인스턴스가 바인딩된 this가 암묵적으로 반환된다.
    console.log(this); // ColorRectangle {width: 2, height: 4, color: "red"}
  }
...

 

 

8-7. 표준 빌트인 생성자 함수 확장

String, Number, Array와 같은 표준 빌트인 객체도 [[Constructor]] 내부 메서드를 갖는 생성자 함수이므로 extends 키워드를 사용해 확장할 수 있다.

// Array 생성자 함수를 상속받아 확장한 MyArray
class MyArray extends Array {
  // 중복된 배열 요소를 제거하고 반환한다: [1, 1, 2, 3] => [1, 2, 3]
  uniq() {
    return this.filter((v, i, self) => self.indexOf(v) === i);
  }

  // 모든 배열 요소의 평균을 구한다: [1, 2, 3] => 2
  average() {
    return this.reduce((pre, cur) => pre + cur, 0) / this.length;
  }
}

const myArray = new MyArray(1, 1, 2, 3);
console.log(myArray); // MyArray(4) [1, 1, 2, 3]

// MyArray.prototype.uniq 호출
console.log(myArray.uniq()); // MyArray(3) [1, 2, 3]
// MyArray.prototype.average 호출
console.log(myArray.average()); // 1.75